“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

AIR MINUM DALAM KEMASAN

MENGENAL LEBIH DEKAT: DESINFEKTAN KLORIN

MENGENAL LEBIH DEKAT: DESINFEKTAN KLORIN

Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai Oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air bersih. Untuk mengoksidasi Fe(II) dan Mn(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan Mn(III).

Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2 saja akan tetapi termasuk pula asam hipoklorit (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), juga beberapa jenis kloramin seperti monokloramin (NH2Cl) dan dikloramin (NHCl2) termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2. Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara amoniak (NH3) baik anorganik maupun organik aminoak di dalam air dengan klorin.

Bentuk desinfektan yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang didesinfeksi. Penambahan klorin dalam bentuk gas akan menyebabkan turunnya pH air, karena terjadi pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan klorin dalam bentuk natrium hipoklorit akan menaikkan alkalinitas air tersebut sehingga pH akan lebih besar. Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan kesadahan total air yang didesinfeksi.

Kaporit adalah senyawa kimia ( CaOCl2 ), yg pada kadar tinggi bersifat korosif. Pada prosentase rendah bisa digunakan sebagai penjernih air, pemutih pakaian, membunuh jentik, disinfektan.

Dampak Negatif Klorin Bagi Kesehatan Tubuh

Klorin, khlorin atau chlorine merupakan bahan utama yang digunakan dalam proses khlorinasi. Sudah umum pula bahwa khlorinasi adalah proses utama dalam proses penghilangan kuman penyakit air ledeng, air bersih atau air minum yang digunakan oleh masyarakat. Proses khlorinasi sangat efektif untuk menghilangkan kuman penyakit terutama dalam penggunaan air ledeng. Tetapi dibalik kefektifannya klorin juga dapat berbahaya bagi kesehatan. Orang yang meminum air yang mengandung klorin memiliki kemungkinan lebih besar untuk terkena kanker kandung kemih, dubur ataupun usus besar. Sedangkan bagi wanita hamil dapat menyebabkan melahirkan bayi cacat dengan kelainan otak atau urat saraf tulang belakang, berat bayi lahir rendah, kelahiran prematur atau bahkan dapat mengalami keguguran kandungan. Selain itu pada hasil studi efek klorin pada binatang ditemukan pula kemungkinan kerusakan ginjal dan hati.

Fungsi Klorin Sebagai Disinfektan

Air dapat merupakan medium pembawa mikroorganisme patogenik yang dapat berbahaya bagi kesehatan. Patogen yang sering ditemukan di dalam air terutama adalah bakteri-bakteri penyebab infeksi saluran pencernaan seperti Vibrio cholera penyebab penyakit kolera, shigella dysentereae penyebab disentri basiler, salmonella typhosa penyebab tifus dan S. Paratyphy penyebab paratifus, virus polio dan hepatitis. Untuk mencegah penyebaran penyakit melalui air, maka bakteri patogen di dalam air harus dihilangkan dengan proses disinfeksi.

Kegunaan disinfeksi pada air adalah untuk mereduksi konsentrasi bakteri secara umum dan menghilangkan bakteri patogen. Penghilangan bakteri patogen tersebut terutama harus benar-benar dilakukan untuk air yang akan diminum untuk mencegah timbulnya penyakit. Program disinfeksi ini telah digunakan secara luas sejak awal tahun 1900 untuk menangani air yang akan digunakan secara luas.

Mikroba dalam hal ini bakteri patogen pada umumnya dapat bertahan selama beberapa hari tergantung juga dari kondisi lingkungannya. Beberapa faktor yang mempengaruhi ketahanan tersebut antara lain pH, suhu, gizi yang tersedia, kompetisinya dengan mikroba lain, kemampuan membentuk spora dan ketahanannya terhadap senyawa penghambat. Sedangkan kemampuannya untuk menyebabkan penyakit antara lain ditentukan oleh konsentrasi, virulensi dan resistensi.

Lebih dari 50% bakteri patogen didalam air yang akan mati dalam waktu 2 hari dan 90% akan mati pada akhir 1 minggu. Oleh karena itu, waduk-waduk penampang sebenarnya cukup efektif untuk mengendalikan bakteri. Walaupun demikian, beberapa jenis patogen mungkin tetap hidup selama 2 tahun lebih, karena itu dibutuhkan disinfeksi. Klorin teerbukti merupakan disinfektan yang ideal. Bila dimasukkan kedalam air akan mempunyai pengruh yang segera akn membinasakan kebanyakan makhluk mikroskopis.

Penggunaan disinfektan dapat mengatasi mikroba patogen yang spesifik. Metode desinfeksi telah dikenal secara luas. Disinfeksi dapat dilakukan antara lain dengan berbagai metode dan bahan kimia seperti dengan klorin, yodium, ozon, senyawa amonium kuarterner dan lampu ultraviolet. Berdasarkan perhitungan ekonomi, efisiensi dan kemudahan penggunaanya maka penggunaan klorin merupakan metode yang paling umum digunakan.

Klorinasi

Klorinasi merupakan disinfeksi yang paling umum digunakan. Klorin yang digunakan dapat berupa bubuk, cairan atau tablet. Bubuk klorin biasanya berisi kalsium hipoklorit, sedangkan cairan klorin berisi natrium hipoklorit. Disinfeksi yang menggunakan gas klorin disebut sebagai klorinasi. Sasaran klorinasi terhadap air minum adalah penghancuran bakteri melalui germisidal dari klorin terhadap bekteri.

Bermacam-macam zat kimia seprti ozon (O3), klor (Cl2), klordioksida (ClO2), dan proses fisik seperti penyinaran sinar ultraviolet, pemanasan dan lain-lain, digunakan sebagai disinfeksi air. Dari bermacam-macam zat kimia diatas , klor adalah zat kimia yang sering dipakai karena harganya murah dan masih mempunyai daya disinfeksi sampai beberapa jam setelah pembubuhannya yaitu yang disebut sebagai residu klorin (Alaerts, 1984).

Klor berasal dari gas klor Cl2, NaOCl, Ca(OCl2) (kaporit), atau larutan HOCl (asam hipoklorit).Breakpoint chlorination (klorinasi titik retak) adalah jumlah klor yang dibutuhkan sehingga:

 semua zat yang dapat dioksidasi teroksidasi

 amoniak hilang sebagai gas N2

 masih ada residu klor aktif terlarut yang konsentrasinya dianggap perlu untuk pembasmi kuman-kuman.

Klorin sering digunakan sebagai disinfektan untuk menghilangkan mikroorganisme yang tidak dibutuhkan, terutama bagi air yang diperuntukkan bagi kepentingan domestik. Beberapa alasan yang menyebabkan klorin sering digunakan sebagai disinfektan adalah sebagai berikut:

1. Dapat dikemas dalam bentuk gas, larutan, dan bubuk.

2. Relatif murah.

3. Memiliki daya larut yang tinggi serta dapat larut pada kadar yang tinggi (7000mg/l).

4. Residu klorin dalam bentuk larutan tidak berbahaya bagi manusia, jika terdapat dalam kadar yang tidak berlebihan.

5. Bersifat sangat toksik bagi mikroorganisme, dengan cara menghambat aktivitas metabolisme mikroorganisme tersebut.

Proses penambahan klor dikenal dengan istilah klorinasi. Klorin yang digunakan sebagai disinfektan adalah gas klor yang berupa molekul klor (Cl2) atau kalsium hipoklorit [Ca(OCl2)]. Namun, penambahan klor secara kurang tepat akan menimbulkan bau dan rasa pahit.

Pada proses klorinasi, sebelum berperan sebagai disinfektan, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai oksidator, seperti persamaan reaksi :

H2S + 4 Cl2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HCl

Jika kebutuhan klorin untuk mengoksidasi beberapa senyawa kimia perairan telah terpenuhi, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai disinfektan. Gas klor bereaksi dengan air menurut persamaan:

Jika diperairan tidak terdapat amoniak:

Cl2 + H2O → HCl + HOCl

    V    V

H+ + Cl- H+ +ClO-

(residu bebas)

Jika di perairan terdapat amonia:

NH4+ + HClO → NH2Cl + H2O + H+

Monokloramin

NH2Cl + HClO→ NHCl2 + H2O

Dikloramin

NHCl2 + HClO→ NCl3 + H2O

Nitrogen triklorida

Reaksi kesetimbangan sangat dipengaruhi oleh pH. Pada pH 2, klor berada dalam bentuk klorin (Cl2); pada pH 2-7 , klor kebanyakan terdapat dalam bentuk HOCl; sedangkan pada pH 7,4 klor tidak hanya terdapat dalam bentuk HOCl tetapi juga dalam bentuk ion OCl-. Pada kadar klor kurang dari 1.000 mg/l, semua klor berada dalam bentuk ion klorida (Cl-) dan hipoklorit (HOCl) ,atau terdisosiasi menjadi H+ dan OCl-.

Beberapa kota besar menyadari bahwa lebih ekonomis dan aman untuk mempergunakan kalsium hipoklorit sebagai disinfektan. Bahan kimia ini bereaksi dengan air untuk membebaskan hipoklorit. Jumlah klorin yang dibutuhkan tergantung pada jumlah bahan organik dan anorganik yang berkurang di dalam air. Secara umum kebanyakan air akan mengalami disinfeksi cukup baik bila residu klorin bebas sebanyak 0,2mg/l diperoleh setelah klorinasi selama 10 menit. Residu yang lebih besar dapat menimbulkan bau yang tidak sedap, sedangkan yang lebih kecil tidak dapat menghilangkan bakteri pada air. Klorin akan sangat efektif bila pH air rendah, bila persediaan air mengandung fenol, penambahan klorin ke air akan mengakibatkan rasa yang kurang enak akibat pembentukan senyawa-senyawa klorofenol. Rasa ini dapat dihilangkan dengan menambahkan amoniak ke air sebelum klorinasi. Campuran klorin dan amoniak membentuk kloroamin, yang merupakan disinfektan yang relatif baik, walaupun tidak seselektif hipoklorit. Kloramin tidak bereaksi dengan cepat, tetapi bekerja terus untuk waktu yang lama. Karene itu, mutu disinfeksinya dapat berlanjut jauh kedalam jaringan distribusi.

Kebutuhan klorin atau chlorine demand untuk proses disinfeksi tergantung pada beberapa faktor. Klorin adalah adalah oksidator dan akan bereaksi dengan beberapa komponen termasuk komponen organik pada air. Faktor yang mempengaruhi efisiensi disinfeksi atau kebutuhan akan klorin dipengaruhi oleh jumlah dan jenis klorin yang digunakan, waktu kontak, suhu dan jenis serta konsentrasi mikroba.

Kebutuhan klorin untuk air yang relatif jernih dan pada air yang mengandung suspensi padatan yang tidak terlalu tinggi biasanya relatif kecil. Klorin akan bereaksi dengan berbagai jenis komponen yang ada pada air dan komponen-komponen tersebut akan berkompetisi dalam penggunaan klorin sebagai bahan untuk disinfeksi. Sehingga pada air yang relatif kotor, sebagian besar akan bereaksi dengan komponen yang ada dan hanya sebagian kecil saja yang bertindak sebagai disinfektan.

Residu klorin juga merupakan hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan klorin karena kemampuannya sebagai agen penginaktivasi enzim mikroba setelah zat tersebut masuk kedalam sel mikroba. Klorin dapat bertindak sebagai disinfektan baik dalam bentuk klorin bebas maupun klorin terikat pada suatu larutan dapat dijumpai dalam bentuk asam hipoklorit atau ion hipoklorit. Klorin dalam bentuk klorin bebas dan asam hipoklorit merupakan bentuk persenyawaan yang baik untuk tujuan disinfeksi.

Penentuan Kadar Klorin

Untuk setiap unsur klor aktif seperti klor tersedia bebas dan klor tersedia terikat memiliki analisa-analisa khusus. Namun, untuk analisa di laboratorium biasanya hanya klor aktif (residu) yang ditentukan melalui suatu analisa. Klor aktif dapat dianalisa melalui titrasi iodometri ataupun melalui metode kolorimetri dengan menggunakan DPD (Dietil-p-fenilendiamin). Analisa iodometris lebih sederhana dan murah tetapi tidak sepeka DPD.

Adapun prinsip kerja dari analisa dengan menggunakan DPD adalah; Bila N,N-dietil-p-fenilendiamin (DPD) sebagai indikator dibubuhkan pada suatu larutan yang mengandung sisa klor aktif, reaksi terjadi seketika dan warna larutan menjadi merah. Sebagai pereaksi digunakan iodida (KI) yang akan memisahkan klor tersedia bebas, monokloramin dan dikloramin, tergantung dari konsentrasi iodida yang dibubuhkan. Reaksi ini membebaskan iodin I2 yang mengoksidasi indikator DPD dan memberi warna yang lebih merah pada larutan bila konsentrasi pereaksi ditambah. Untuk mengetahui jumlah klor bebas dan klor terikat maka larutan dititrasi dengan larutan FAS (Ferro Amonium Sulfat) sampai warna merah hilang. pH larutan harus antara 6,2 sampai 6,5.

Pemeriksaan klorin dalam air dengan metode DPD dianalisa dengan menggunakan alat Komparator. Yaitu berdasarkan pembandingan warna yang dihasilkan oleh zat dalam kuantitas yang tidak diketahui dengan warna yang sama yang dihasilkan oleh kuantitas yang diketahui dari zat yang akan ditetapkan, dimana kadar klorin akan dibaca berdasarkan warna yang dibentuk oleh pereaksi.

Kolorimetri

Kolorimetri merupakan cara yang didasarkan pada pengukuran fraksi cahaya yang diserap analat. Prinsipnya: seberkas sinar dilewatkan pada analat, setelah melewati analat intensitas cahaya berkurang sebanding dengan banyaknya molekul analat yang menyerap cahaya itu. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah melewati bahan diukur dan dari situ dapat ditentukan jumlah bahan yang bersangkutan.

Kolorimetri berarti pengukuran warna, yang berarti bahwa dalam kolorimeter, sinar yang digunakan adalah sinar daerah tampak (visible spectrum), sebaliknya, spektrofotometri tidak terbatas pada pengunaan sinar dalam daerah tampak, tetapi dapat juga sinar UV dan sinar IM. Maka timbul istilah-istilah spektrofotometri UV, spektrofotometri tampak, dan spektrofotometri IM.

Variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya konsentrasi suatu komponen, membentuk dasar apa yang lazim disebut analisis kolorimetrik oleh ahli kimia. Warna tersebuat biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam penyusun yang diinginkan itu sendiri.

Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan mengukur absorbsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat tersebut.

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter atau pembanding (comparator) warna. Bila mata digantikan oleh sel fotolistrik, instrumen itu disebut kolorimetri fotolistrik. Alat kedua ini biasanya digunakan dengan cahaya putih melalui filter-filter, yakni bahan terbuat dari lempengan berwana terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya , yang meneruskan hanya daerah spektral terbatas.

 Komparator Lovibond

Komparator Lovibond adalah jenis colorimeter dibuat di Britania oleh The Tintometer Ltd. Hal ini ditemukan pada abad ke-19 oleh Joseph Williams Lovibond dan versi update masih tersedia.

Sampel yang akan diuji dicampur dalam tabung gelas dengan warna reagen.Tabung gelas dimasukkan ke dalam komparator dan dibandingkan dengan serangkaian kaca berwarna sampai pertandingan terdekat mungkin ditemukan. konsentrasi sampel ditunjukkan di sebelah disk yang dipilih. Hasilnya hanya merupakan perkiraan tetapi komparator ini sangat berguna untuk pekerjaan lapangan karena portabel, kasar dan mudah digunakan.

Komparator livibond 1000 juga menggunakan deret standar kaca permanen. Cakram yang mengandung sembilan standar warna kaca itu pas pada komparator, yang dilengkapi dengan 4 ruang untuk dipasangi tabung uji kecil atau sel persegi. Cakram itu dapat berputar dalam komparator, dimana larutan dalam sel dapat diamati. Dengan berputarnya cakram, nilai standar warna yang tampak dalam lubang itu akan kelihatan pada jendela khusus.


Ozonisasi Air Minum

Ozonisasi Air Minum

di-copy paste dari http://rizkaauliarahma.wordpress.com/

Pendahuluan

Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia, baik untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari maupun untuk kepentingan lainnya seperti pertanian dan indutri. Oleh karena itu keberadaan air dalam masyarakat perlu dipelihara dan dilestarikan bagi kelangsungan kehidupan. Air tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan, tanpa air tidaklah mungkin ada kehidupan.

Air bersih merupakan salah satu kebutuhan yang sangat mendasar bagi manusia karena diperlukan terus-menerus dalam kegiatan sehari-harinya untuk bertahan hidup. Oleh karena itu, manusia memerlukan sumber air bersih yang diperoleh dari air tanah dan air permukaan. Namun tidak semua air baku dapat digunakan manusia untuk memenuhi kebutuhan air minum, hanya air baku yang memenuhi persyaratan kualitas air minum yang dapat digunakan untuk air minum (Meidhitasari, 2007). Pemantauan terhadap kualitas air minum merupakan salah satu hal penting yang menjadi sasaran untuk memenuhi kesehatan di suatu negara.

Air yang tercemar dapat membawa dampak yang berbahaya bagi manusia.  Bahaya atau resiko kesehatan yang berhubungan dengan pencemaran air secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tak langsung. Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia/masyarakat dapat terjadi akibat mengkonsumsi air yang tercemar atau air dengan kualitas yang buruk, baik secara langsung diminum atau melalui makanan, dan akibat penggunaan air yang tercemar untuk berbagai kegiatan sehari-hari untuk misalnya mencuci peralatan makan dll, atau akibat penggunaan air untuk rekreasi. Bahaya terhadap kesehatan masyarakat dapat juga diakibatkan oleh berbagai dampak kegiatan industri dan pertanian. Sedangkan bahaya tak langsung dapat terjadi misalnya akibat mengkonsumsi hasil perikanan dimana produk-produk tersebut dapat mengakumulasi zat-zat polutan berbahaya.

Pencemaran air khususnya air minum oleh virus, bakteri patogen, dan parasit lainnya, atau oleh zat kimia, dapat terjadi pada sumber air bakunya, ataupun terjadi pada saat pengaliran air olahan dari pusat pengolahan ke konsumen. Untuk memusnahkan  mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit,diperlukan suatu proses yg disebut disinfeksi. Disinfeksi merupakan benteng manusia terhadap paparan mikro-organisme patogen penyebab penyakit, termasuk di dalamnya virus, bakteri dan protozoa parasit (Biton, 1994). Salah satu metode disinfeksi adalah dengan teknik ozonisasi.

Definisi Ozon

Ozon pertama kali ditemukan oleh C F Schonbein pada tahun 1840. Penamaan ozon diambil dari bahasa yunani OZEIN yang berarti smell atau bau. Ozon dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna. Soret pada tahun 1867 mengumunkan bahwa ozon adalah sebuah molekul gas yang terdiri tiga buah atom oksigen.

O3 merupakan gas tidak stabil, akan lenyap dalam beberapa menit, tidak meninggalkan sisa desinfektan selama air berada dalam sistem, hal ini merupakan kesulitan untuk mengontrol dosis ozon yang digunakan. Hal ini diatasi dengan pemeriksaan bakteriologis yaitu terhadap sampel sebelum dan sesudah pembubuhan Ozon.

Beberapa sifat dari ozon dilaporkan oleh Parkes (1903) di antaranya adalah berbau tidak enak (seperti bau belerang dan ada yang bilang seperti bau klorin). Apabila kita menghirup udara yang mengandung ozon terlalu lama, akan mengakibatkan sakit kepala, tapi kalau hanya sebentar dapat menyegarkan. Disebutkan juga bahwa ozon mengan­dung gugus oksidasi yang sangat kuat, bahkan dapat merusak karet dan gabus.

Ozon juga bersifat bakterisida, virusida, algisida, fungisida, serta mengubah senyawa organik kompleks minyak senyawa yang lebih sederhana. Sedangkan sifat-sifat fisika ozon se­perti yang dilaporkan antara lain :

–          berat molekul, M        :  48

–          titik leleh, °K                :  80,5

–          titik didih, °K               :  161,3

–          volume, ml/mol           :  147,1

–          tegangan permukaan pada 90° K, dyne / c m        : 38,4

Pada lapisan atmosfir bumi, ozon dapat terjadi karena pengaruh sinar ultra violet terhadap oksigen di udara. Di laut, percikan air garam ke udara dan pada waktu penguapan air laut ke udara, juga menghasilkan ozon. Ozon dapat terjadi dari gas oksigen yang menyerap energi sebesar 68 kkal dengan reaksi :

3O2 menjadi 2O3

Dalam keadaan padat, ozon berwarna biru-hitam. Bila dicairkan akan berwarna biru tua, dan menjadi hitam pada waktu dididihkan dan akhirnya berbentuk gas yang tidak stabil. 

Aplikasi Ozon

Proses ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu. Proses ozonisasi atau proses dengan menggunakan ozon pertama kali diperkenalkan Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi pada air minum pada tahun 1906. Penggunaan proses ozonisasi kemudian berkembang sangat pesat. Dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun terdapat kurang lebih 300 lokasi pengolahan air minum menggunakan ozonisasi untuk proses sterilisasinya di Amerika.

Untuk pertama kali penggunaan ozon dalam proses pengolahan air dalam skala besar, diperkenalkan oleh Marius Paul Otto pada tahun 1907 di Nice Perancis. Pada pengolahan pertama berhasil memproduksi air olahan 22500 m3 per hari dengan dosis  pemakaian ozon 0,9 g per meter kubik. Proses pengolahan ini berhasil menghilangkan warna dan bakteri pathogen tanpa meninggalkan bau dan rasa.

Dewasa ini, metode ozonisasi mulai banyak dipergunakan untuk sterilisasi bahan makanan, pencucian peralatan kedokteran, hingga sterilisasi udara pada ruangan kerja di perkantoran. Luasnya penggunaan ozon ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi potential 2.07 V. Selain itu, ozon telah dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan plasma seperti corona discharge

Mekanisme Ozon Membunuh Mikroorganisme

Ozon dengan kemampuan oksidasinya dapat membunuh berbagai macam microorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, serta berbagai bakteri pathogen lainnya. Selain itu, ozon juga dapat menguraikan berbagai macam senyawa organik beracun yang terkandung dalam air, seperti benzen, atrazin, dioxin dan berbagai zat pewarna organik. Melalui proses oksidasi, ozon akan merusak dinding bagian luar sel mikroorganisma (cell lysis) sekaligus membunuhnya. Juga melalui proses oksidasi oleh radikal bebas seperti hydrogen peroxida (H2O2) dan hydroxyl radikal (OH) yang terbentuk ketika ozon terurai dalam air. Seiring dengan perkembangan teknologi, dewasa ini ozon mulai banyak diaplikasikan dalam mengolah limbah cair domestik dan industri.

Mekanisme Ozon Menguraikan Komponen Organik

Ozon mampu menguraikan komponen organik termasuk asam humus. Dengan ozon, asam humus akan terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana dan bersifat biodegradable dan lebih polar karena terbentuk gugus karboksil dan gugus karboksilat. Asam humus dengan ozon akan menghasilkan : aldehid, keton, asam format, asam glioksilat, asam polikarboksilat, dan asam oksalat. Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikal akan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air.Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna, mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen yang banyak.

TEKNIK GENERASI OZON

1 Pembentukan Ozon     

  1. a)      Secara alamiah

Ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran sinar Matahari. Chapman menjelaskan pembentukan ozon secara alamiah pada tahun 1930. Di mana ia menjelaskan bahwa sinar ultraviolet dari pancaran sinar matahari mampu menguraikan gas oksigen di udara bebas. Molekul oksigen tadi terurai menjadi dua buah atom oksigen, proses ini kemudian dikenal dengan nama fotolisis. Lalu atom oksigen tadi secara alamiah bertumbukan dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Ozon yang terdapat pada lapisan stratosfer yang kita kenal dengan nama ozone layer (lapisan ozon) adalah ozon yang terjadi dari hasil proses alamiah fotolisis ini.

  1. b)      Secara buatan

Metode electrical discharge dan sinar radioaktif. Pembentukan ozon dengan electrical discharge ini secara prinsip sangat mudah. Prinsip ini dijelaskan oleh Devins pada tahun 1956. Ia menjelaskan bahwa tumbukan dari electron yang dihasilkan oleh electrical discharge dengan molekul oksigen menghasilkan dua buah atom oksigen.Selanjutnya atom oksigen ini secara alamiah bertumbukan kembali dengan molekul oksigen di sekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Dewasa ini, metode electrical discharge merupakan metode yang paling banyak dipergunakan dalam pembuatan ozon diberbagai kegiatan industri.

Untuk skala besar, cara dengan electrical discharge inilah yang saat ini banyak digunakan secara komersial.  Prinsip electrical discharge adalah dengan melewatkan udara kering atau oksigen ke sebuah ruang di antara elektoda-elektroda yang dialiri listrik bolak-balik tegangan tinggi, yaitu sekitar 8.000 sampai 20.000 volt. Peluahan terputus-putus (intermittent discharge) yang berlangsung di antara dua elektroda akan menyebabkan elektron-elektron bertabrakan dengan molekul oksigen sehingga terbentuklah senyawa ozon (O3).

Reaksi pembentukan ozon secara sederhana dapat diuraikan sebagai berikut :

O2 + e ——> 2 O + e (1)
O + O2 + M ——> O3 + (M) (2)
O3 + O ——> 2 O2 (3)
O3 + e ——-> O + O2 + e (4)

Persamaan reaksi (1) dan (2) adalah reaksi pembentukan ozon, tetapi agar reaksi (2) berlanjut diperlukan material ketiga M. Material M tersebut dapat berupa oksigen, nitrogen atau dinding tabung. Di lain pihak jika reaksi terlus berlanjut maka ozon yang telah terbentuk akan terurai kembali melalui reaksi (3) dan (4). Dengan kata lain reaksi pembentukan dan peruraian ozon terjadi bersamaan di antara kedua kutub elektroda. Pada saat reaksi terjadi pada kesetimbangan terbentuk ozon pada konsentrasi dengan tertentu. Jika electrical discharge diperbesar atau voltase dinaikan, dan ruang peluahan yang dilaliri udara atau oksigen diperbesar sehingga waktu tinggal udara atau oksigen di dalam ruang peluahan menjadi lebih lama maka ozon yang terbentuk menjadi lebih besar. Tetapi pada saat mencapai konsentrasi yang tertinggi maka ozon yang terbentuk akan terurai kembali. Pada prakteknya konsentrasi ozon yang terbentuk berkisar antara 3 -4 % apabila menggunakan udara sebagai bahan baku. Jika menggunakan bahan baku oksigen murni konsentrasi ozon yang terbentuk berkisar 6 – 8 %.

2 Peralatan Pembuat Ozon

Di dalam prakteknya peralatan pembuat atau pembangkit ozon dapat dibagi menjadi dua macam berdasarkan bentuknya yaitu tipe plat dan tipe tabung. Dari kedua tipe tersebut, tipe tabung yang paling banyak digunakan secara luas. Alat ini mempunyai ruang-ruang peluahan berupa tabung-tabung dengan dua lapis dinding. Dinding bagian luar dibuat dari baja tahan karat, sedangkan dinding dalam dibuat dari gelas (kaca) yang berfungsi sebagai konduktor. Seperti diterangkan di atas, di dalam pembuatan ozon diperlukan ruang-ruang peluahan listrik. Ruang-Ruang tersebut berfungsi menerima aliran udara kering atau oksigen murni untuk diubah menjadi ozon.

Untuk keperluan tersebut dibutuhkan tenaga listrik sebesar 17 – 20 kWh untuk setiap kg ozon yang terbentuk. Selama berlangsungnya proses pembentukan ozon, akan dihsilkan panas sehingga diperlukan air pendingin untuk menjaga agar suhunya tetap atau konstan. Jumlah air pendingin yang diperlukan sekitar 2 – 5 m3 untuk 1 kg ozon dan suhu air pendingin harus lebih kecil 30°C. Ada beberapa faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembuatan ozon yaitu : tekanan parsial oksigen, temperatur operasi, tegangan listrik yang digunakan, konsentrasi uap air (jika menggunakan bahan baku udara). Untuk skala besar, Jika udara digunakan sebagai bahan baku pembuatan ozon, udara tersebut harus diolah lebih dahulu sehingga menjadi benar-benar kering sebelum dialirkan ke unit pembangkit ozon.

 Kelebihan dan Kelemahan Penggunaan Ozon

1 Kelebihan

  1. Dapat menghilangkan besi dan mangan sehingga air yang diolah tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau.
  2. Cepat larut dalam air karena berbentuk gas
  3. Membantu proses koagulasi
  4. Dapat bekerja pada range pH dan suhu yang luas. Selain itu ozoz juga tidak mengubah nilai pH..
  5. Tidak meninggalkan residu dalam produk seperti trihalometana.
  6. Oksidan kuat khususnya digunakan untuk menghilangkan Fe dan Mn, biasanya digunakan untuk pengolahan air minum dengan misi komersial dan air dalam kemasan botol (Aqua, dll).
  7. dapat membunuh mikroorganisme yang terdapat di dalam air (bersifat bakterisida, algasida, fungisida dan virusida)
  8. dapat menghilangkan bau dan rasa yang umumnya disebabkan oleh komponen organik dan anorganik yang terdapat di dalam air
  9. tidak menimbulkan bau ataupun rasa yang umumnya terjadi dengan penggunaan bahan kimia lain sebagai bahan pengolahan
  10. penggunaan ozon pada pipa, peralatan, dan kemasan akan ikut disanitasi sehingga produk yang dihasilkan akan lebih terjamin selama tidak ada kebocoran di kemasan. Ozon merupakan bahan sanitasi air yang efektif disamping sangat aman.

 2 Kelemahan

  1. Terjadi kemungkinan tumbuhnya bakteri karena tidak adanya residu yang tertinggal dalam produk. Tidak semua bakteri akan terbunuh. Beberapa bakteri yang mempunyai daya resistensi tinggi, ketika proses ozonasi akan terhambat proses pertumbuhannya. Ketika kadar ozon dalam produk sudah habis, maka bakteri tersebut akan tumbuh kembali. Oleh karena itu ozon tidak dianjurkan dalam proses distribusi yang sangat panjang. Ozon cenderung digunakan sebagai proses akhir pengolahan air.
  2. Oksidasi dengan senyawa organik akan menghasilkan nitrit oksida dan asam nitrit yang dapat menyebabkan korosi pada pipa.
  3. Ozon dapat meracuni manusia bahkan bisa sampai membawa pada kematian apabila terhirup dengan konsentrasi 50 ppm selama kurang lebih 1 jam. Batas kadar konsentrasi penggunaan gas ozon dalam berbagai kegiatan industri adalah 0.1 ppm, sedangkan kadar ozon dalam air hingga 0.05 ppm tidak membahayakan tubuh manusia.
  4. Ozon yang mempunyai sifat radikal ini, memerlukan perhatian khusus dalam penyimpanannya. Kadar 100 persen ozon pada suhu kamar mudah sekali meledak. Ozon akan aman disimpan pada suhu di bawah -1830C dengan kadar ozon dalam campuran ozon dan oksigen dibawah 30 persen. Sekarang ozon kebanyakan disimpan dalam bentuk ozonized-water atau ozonized ice.
  5. Pembuatan ozon memerlukan pesawat khusus (ozonisator) yang memerlukan energi yang besar, sehingga biaya investasi dan operasi relatif besar, sehingga Ozonisasi menjadi lebih mahal untuk digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Humas dan Protokol PDAM Kota Bandung. (2007). Instalasi Pengolahan Air Limbah Bojongsoang PDAM Kota Bandung. Bandung: PDAM Kota Bandung

Kertawidjaya, Iyon dan Sholihin. (1993). Kimia Lingkungan. Bandung: Jurusan Kimia FPMIPA IKIP Bandung

Said, Nusa Idaman. 2008. Teknologi Pengelolaan Air Minum, Teori dan Pengalaman Praktis. Pusat Teknologi di Lingkungan Deputi Bidang Teknologi Pengembangan Sumber Daya Alam. BPPT: Jakarta

Gottschalk, Christiane, Judy ann libra, Adrian supe. 2009. Ozonation of Water and Waste Water. Wiley: Germany


PH RENDAH PADA KUALITAS AIR RO (REVERSE OSMOSIS)

pH adalah tingkatan asam basa suatu larutan yang diukur dengan skala 0 s/d 14 .Tingkat pH adalah ukuran kuantitatif dari ion hidrogen mewakili keasaman atau kebasaan suatu larutan. Larutan asam memiliki ion hidrogen bebas banyak dan larutan alkali memiliki ion hidrogen bebas lebih sedikit. Setiap zat yang memiliki pH rendah adalah asam dan zat yang memiliki pH tinggi disebut basa/alkali. Buffer adalah zat yang memungkinkan air untuk melawan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahkan. Skala pH berkisar 0-14 dengan pH 7 yang berarti netral. Sebuah pH kurang dari 7 bersifat asam dan pH lebih dari 7 bersifat basa. Skala pH adalah logaritmik sehingga untuk setiap satu unit perubahan pH ada sepuluh kali lipat perubahan konsentrasi ion. Ini berarti larutan dengan pH 3 adalah 10 kali lebih asam dari larutan dengan pH 4 dan 100 kali lebih asam dari pH 5.

Tinggi rendahnya pH air sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral lain yang terdapat dalam air. pH yang normal untuk berbagai peggunaan seperti :

  • ·         Air minum mineral antara 6,5 s/d 8,5
  • ·         Air minum Reverse Osmosis / Demineral antara 5,0 s/d 7,5
  • ·         Ikan hias di aquarium antara 6,5 s/d 7,5

 Air yang telah di hasilkan dengan baik oleh system RO adalah air yang telah murni,sudah sering para pengguna RO dikejutkan dan sedikit gelisah mendapati bahwa air bersih mereka juga “acidic”(terlalu asam),yang berarti mempunyai pH rendah. pH netral di tetapkan sebagai 7.00, tetapi tipikal air RO menunjukkan pH antara 5.00 s/d 6.00.

  Skala pH yang di berikan, seperti skala Richter yang di berikan pada gempa bumi,ini berkaitan dengan hitungan logaritma,yang berarti air pH 5.00  sebenarnya 100x lebih asam dari air pH 7.00, tentunya terdengar sangat drastis, tetapi seharusnya kandungan air RO yang agak unik ini sesungguhnya tidak perlu menyebabkan ketakutan.

  Pertama, perlu dilihat pada dasar apa ukuran pada pH, pH adalah sebuah kadar relatif keasaman atau kadar alkali yang terlarut. Beberapa zat kimia, seperti ion hidrogen yang menurunkan pH suatu larutan, Ini benar-benar dipertimbangkan sebagai asam, Zat kimia lain seperti ion hidroxide, menaikkan pH sebuah larutan, semua itu disebut basa. .

  Banyak asam dan dasar berbeda yang mempengaruhi pH, tetapi untuk kejelasannya palimg mudah berpikir tentang hubungan ion hidrogen(H+) dan Hidroxide(OH-). Ketika air mempunyai ion hidrgen yang lebih banyak dari ion hydroxide, ia bersifat asam (pH <7). Dan sebaliknya di sebut basa (pH >7).

  Air seperti yang kita telah pelajari, di uraikan dengan formula cairan H2O,Jika anda dapat menguraikannya sekecil mungkin untuk dapat melihat molekulnya, anda melihat segelas air, anda akan melihat molekul air tidak se simple yang di uraikan dengan H2O, tetapi mereka selalu memisah dan menyatu kembali, H2O akan terpisah jadi dua bagian H+ dan H-, dan bergabung lagi. Didalam segelas air itu terdapat berjuta molekul air,semua berpisah dan bersatu kembali secara konstan. Jika air itu adalah air RO yang benar-benar murni,dan tidak memiliki kandungan kimia lain yang menghancurkan siklus ini, maka pH akan tetap normal.

  Karena di sini hanya terdapat molekul H2O, Jumlah ion H dan OH nya akan genap atau sama. Tidak akan terdapat ion H melebihi OH begitu pula sebaliknya, dan asam pada H+ akan “diatasi” dengan basa pada OH-, keseimbangan antara ion hidrogen dan hidroxide ini yang membuat sebuah larutan normal (tidak terlalu asam ataupun basa). Oleh karena itu, air yang benar-benar murni selalu normal karena tidak ada kandungan kimia lain yang mengganggu keseimbangan H/OH.

  Mengapa kemudian tes air RO mempunyai hasil pH yang rendah? Benar-benar murni berarti netral juga menjadi sensitif terhadap penambahan kandungan kimia lain. Dengan kata teknis, air RO sedikit atau tidak memiliki kapasitas untuk bertahan. Ini berarti penambahan asam yang sedikitpun akan berpengaruh besar pada pH.

  Pertimbangkan contoh ini, Seorang pria dengan penutup mata di tempatkan di sebuah ruangan .Kita mengatakan bahwa ia harus mengangkat tangan saat dia mendengar bayi menangis, jika ruangan itu sepi, bebas dari kontaminasi kebisingan yang lain, ketika bayi menangis, ia akan langsung mengangkat tangannya, tapi bagaimana jika ruangan itu di penuhi kawanan burung camar, beberapa pekerja bangunan dengan jackhammer, raungan sebuah mesin jet,group band heavy metal tahun 80’an, dan kebisingan yang lain dan kemudian bayi itu menangis, dia tidak akn dapat memperhatikannya.

  Ruangan kosong dan sepi seperti segelas air RO, biarpun sedikit kandungan asam (seorang bayi menangis) di tambahkan , perubahan akan sangat mudah terbentuk. Ruangan yang bising sama seperti air kran,penuh dengan kandungan garam dan mineral dan zat yang biasanya di temukan pada air, penambahan sesuatu pada dasarnya tidak terlalu diperhatikan.

  Biasanya, air kran yang tidak di olah bersifat mengandung beberapa chemical yang di tetapkan sebagai buffer. Ketika ion H+ di tambahkan pada air kran biasa, beberapa buffer tersebut menangkap ion H+ dan menyatu dengannya. Kemudian juga saat ion H+ telah ditambahkan, pH nya tidak akan berubah karena jumlah ion “free H+” didalam nya masih relatif sama dengan jumlah ion “free OH-.

  Membran Reverse Osmosis tidak menghilangkan gas pada air, seperti karbon dioksida dalam air, juga ketika air RO terkena udara, sedikit karbon dioksidanya akan mulai larut dalam air. Jadi kandungan alkalinitas air RO telah hilang dan keasaman yang di sebabkan oleh gas tertinggal di dalam nya.

  Kemudian, jika anda sekecil mungkin pada molekulnya, anda akan melihat apa yang terjadi?:-Anda akan melihat molekul karbon dioksidanya mengkombinasi dengan beberapa ion OH- pada air, ini

berarti di situ relatif terdapat lebih banyak “free H+, karena beberapa ion OH- nya telah “ditangkap” oleh karbon dioksida di dalam air, mempunyai lebih banyak “free H+” dari”free OH-” didalamnya seperti yang telah kita uraikan diatas tentang bagaimana sebuah larutan acidic, maka dari itu kenapa pH air RO bertipikal lebih rendah dari normal.

  Mendapati rendahnya pH air RO tidak perlu kuatir karena “keasaman” dalam air RO begitu lemah. Untuk dapat membuat air RO kembali netral, ini hanya perlu sedikit basa. Contohnya jika anda mempunyai segelas air RO dengan pH 5.00 dan anda menambahkan sedikit baking soda (basa) yang akan menetralisir sedikit asam di dalam air tersebut.

  Untuk seseorang yang kuatir akan efek pH rendah air RO pada tubuh, Saya tidak menganjurkan jalan untuk menambahkan baking soda untuk tiap gelas yang akan di minum. Sewaktu seseorang minum  air dengan pH rendah, air tersebut akan mengkombinasi dengan saliva dan kemudain dengan isi perut, ini akan terhenti secara alamiah (karena telah tercampur dengan saliva dan makanan yang telah dikunyah) dan air tadi tidak lagi mempunyai karakter pH yang unik yang diuraikan di atas. Apalagi pH dalam perut manusia sehat bertipikal lebih rendah dari 2.00. Yang nantinya air yang masuk ke dalam perutpun akan berubah menjadi asam juga.

  Keasaman merupakan hal yang perlu dalam kesehatan, Tanpa asam didalam perut kita, kita tidak akan dapat mencerna makanan dan kita akan rentan sakit karena asam dalam perut dapat membunuh beberapa bakteri dan hal lain yang kita cerna. Yang dapat mempengaruhi keseimbangan pH tubuh kita ketika kita meminum air RO pH rendah adalah jika kita meminum banyak sekali, dan tidak memakan apapun, dan terus menerus.

Terkecuali situasi yang demikian, meminum air RO pH rendah pada dasarnya tidak akan mempengaruhi pH tubuh kita.


Masukkan alamat surel Anda untuk berlangganan blog ini dan menerima pemberitahuan tulisan-tulisan baru melalui email.

Bergabunglah dengan 139 pengikut lainnya

Pos-pos Terbaru

Mohon maaf jika artikel yang di sajikan berasal dari banyak sumber, sumber yang masih utuh saya tampilkan sumber aslinya, tapi seringkali saya lupa, mohon di maafkan. saya coba perbaiki terus kualitas dan kuantitas blog ini.